澳大利亞科學院院士、歐洲科學院外籍院士，中國科學技術大學工學學士、香港中文大學哲學碩士、英國倫敦大學哲學博士。畢業后，陶大程先后在中國香港理工大學計算學系擔任助理教授，新加坡南洋理工大學擔任南洋助理教授，澳大利亞悉尼科技大學工程與信息技術學院擔任教授，悉尼大學擔任教授、Peter Nicol Russell講席教授、澳大利亞桂冠教授 。 2014年工程類、 2015年工程類和計算機科學類、 2016年工程類和計算機科學類學者。 發表的論文在谷歌學術搜索上被引用6萬余次 ， 陶大程在谷歌學術搜索上的H指數為132，埃爾德什數為3。 
陶大程現任京東探索研究院首任院長 ，清華大學智能產業研究院（AIR）擔任卓越訪問教授 、中國科學技術大學大師講席教授、悉尼大學數字科學研究所顧問及首席科學家。
陶大程教授是人工智能和信息科學領域國際知名學者，2015、2020年兩度榮獲澳大利亞尤里卡（Eureka）獎 ，2016年榮獲科技部自然科學獎二等獎，2018年榮獲IEEE ICDM研究貢獻獎， 2021年榮獲IEEE計算機協會Edward J. McCluskey技術成就獎。2018年5月22日，當選澳大利亞科學院院士。 
2021年7月9日，中國信通院在中國人工智能產業發展聯盟發起正式成立人工智能治理與可信委員會，陶大程正式受聘擔任專家委副主任。